Фамилия Сыроватина образована от прозвища или профессии, связанной с сыром. В основе лежит слово «сырой» или «сыр», причем вторая версия выглядит убедительнее. Корень «сыр-» в русских говорах имел два значения: «влажный, недозрелый» и «продукт из молока». Прозвище Сыроват, Сыроватый могли дать либо человеку, который занимался изготовлением сыра, либо тому, кто отличался бледным, «сырым» цветом лица или медлительностью — в некоторых диалектах «сырой» означало «вялый, неповоротливый».

Суффикс -ин указывает на принадлежность: Сыроватина — буквально «жена или дочь Сыроваты». В русской ономастике фамилии на -ин чаще встречаются в северных и центральных регионах, где патронимическая модель «чей?» была особенно распространена. Это отличает Сыроватину от фамилий на -ов (Сыроватов), которые тоже существуют, но образованы от той же основы по другой модели.

Самый вероятный сценарий происхождения — ремесленный. В XVI–XVII веках сыроделие на Руси было домашним, но в некоторых уездах выделялись мастера, которых в документах называли «сыроватами». Со временем прозвище закрепилось за потомками, превратившись в фамилию. Альтернативная версия — отчество от имени Сыроват, которое могли дать ребенку, родившемуся в сырую погоду или с влажной кожей, — менее правдоподобна, так как такие прозвища обычно не становились фамилиями без дополнительного контекста.

Встречается фамилия преимущественно в Тверской, Ярославской и Костромской областях — это зона бытования модели на -ин. Встречаются единичные носители в Сибири, куда фамилия попала с переселенцами в XIX веке. Однокоренные варианты — Сыроватов, Сыров, Сырников — указывают на ту же профессиональную или прозвищную основу, но с разными суффиксами, что подтверждает множественность путей образования фамилий от одного корня.

Строгих данных о дворянском или крестьянском происхождении Сыроватиных нет. Скорее всего, это фамилия крестьянская или посадская: сыроделие было ремеслом простых людей, а не знати. В писцовых книгах XVII века упоминания «сыроватов» встречаются в перечнях тяглого населения, что косвенно подтверждает эту версию.